Полярные исследования. 
Портрет участника гражданской войны: Александр Васильевич Колчак

По возвращении в Кронштадт, в 1899 году Колчак в течение трех месяцев плавал на учебном корабле Морского корпуса «Князь Пожарский», а в сентябре 1899 года был назначен вахтенным начальником на броненосец «Петропавловск», на котором вновь отправился на Дальний Восток с надеждой продолжить свои исследования гидрологии северных районов Тихого океана. «Петропавловску» предстояло пройти через Средиземное море, Суэцкий канал и Индийский океан.

По прибытии в 1899 году в Кронштадт Колчак отправился к вице-адмиралу С. О. Макарову, готовившемуся к плаванию на ледоколе «Ермак» в Северный Ледовитый океан. «Я просил, — отмечал Колчак, — взять меня с собой, но по служебным обстоятельствам он не мог этого сделать, и „Ермак“ ушел без меня. Тогда я решил снова идти на Дальний Восток, полагая, что, может быть, мне удастся попасть в какую-нибудь экспедицию, — меня очень интересовала северная часть Тихого океана в гидрологическом отношении. Я хотел попасть на какое-нибудь судно, которое уходит для охраны котикового промысла на Командорские острова к Беринговому морю, на Камчатку. С адмиралом Макаровым я очень близко познакомился в эти дни, так как он сам много работал по океанографии».

Так, под влиянием С. О. Макарова, внимание Колчака было переориентировано на Север. По возвращении с Дальнего Востока, в Петербурге Колчак узнает о готовящейся Академией наук под руководством барона Э. В. Толя Русской полярной экспедиции. Цель, которой — исследование земли на севере от берегов Сибири, поиск таинственной Земли Санникова. Предложить свои услуги Колчак не решился, однако судьба сама нашла его. Находясь в плавании в Средиземном море, во время стоянки корабля в греческом порту Пирей, Колчак совершенно неожиданно получил предложение от Российской Академии наук, принять участие в Северной полярной экспедиции барона Э. В. Толя, которая была запланирована на 1900 год, в качестве второго помощника командира экспедиционного судна и гидролога. Оказывается, работы А. В. Колчака обратили на себя внимание барона, нуждавшегося в морских офицерах. К этому времени он уже был известен в научном мире по опубликованным им серьезным научным статьям как крупный специалист в этой области. Поступившее предложение Колчак принял немедленно и в январе 1900 году явился к Толю. Начальник экспедиции предложил А. В. Колчаку руководить гидрологическими работами, а кроме того, быть и вторым магнитологом. Всю зиму и весну Колчак проводил подготовку к экспедиции. Для всесторонней подготовки к поиску сибирской Атлантиды лейтенант Колчак был направлен в Главную физическую обсерваторию Петербурга, где провел три месяца. Он работал в Павловской магнитной обсерватории, изучая теорию и производя практические работы по магнетизму.

В норвежском городе Христиания А. В. Колчак встречается с другом Толя известным полярным исследователем, будущим лауреатом Нобелевской премии Фритьофом Нансеном, который по просьбе Толя должен был познакомить его с новейшей методикой исследования гидрологии арктических морей. Беседы с Нансеном дали много полезного молодому офицеру-исследователю, что весьма пригодилось ему во время Северной экспедиции, к которой он присоединился в Норвегии.

Экспедиция стартовала 21 июля 1900 года. На специально оборудованном и приобретенном в Норвегии судне «Заря», экспедиция двинулась по Балтийскому, Северному и Норвежскому морям к берегам Таймырского полуострова, где предстояла первая зимовка.

24 июля 1900 года «Заря» зашла в Александровск-на-Мурмане — Екатерининскую гавань, где простояли неделю: приняли на борт груз угля, ездовых собак, почту. За это время Колчак успел познакомиться с начальником Мурманской научно-промысловой экспедиции Николаем Книповичем. И даже сходил с ним в море на судне «Андрей Первозванный» для производства гидрологических и зоологических работ.

В своих дневниках Колчак оставил записи о впечатлениях, которые произвёл на него портовый город: «Екатерининская гавань, получившая за год до нашего прибытия официальное значение военного порта и угольной станции, представляет из себя узкий фиорд… Отсутствие растительности придает безжизненный вид каменистым холмам и склонам, среди которых в самой глубине бухты находится вновь построенный небольшой городок, состоящий из немногих домов местной администрации, церкви и около 10−15 частных построек. Это небольшое селение производило приятное впечатление прекрасными дорогами, чистотой и внешним видом построек. Быть может, это обуславливалось только новизной и недавним их существованием. Население состояло из нескольких человек администрации и небольшого количества поселенцев, ссыльных».

31 июля 1900 года «Заря» взяла курс на Новосибирские острова и Землю Беннета, откуда барон Толь надеялся совершить бросок на заветную Землю Санникова, но помешали льды.

Во время плавания и зимовок на Таймыре и на Новосибирских островах Колчак, как и другие члены экспедиции, вел гидрографические, океанографические работы, плавал на катере, измерял глубины, наблюдал за состоянием льдов, делал наблюдения над земным магнетизмом. Совершал поездки по суше, исследуя малоизвестные места побережья материка и островов. Вместе с Толлем путешествовал по Таймыру, ведя маршрутную съёмку. Во время зимовок совершал дальние — до 500 верст — поездки на собачьих нартах и на лыжах. Во время плавания Колчак проводил комплексные гидрологические исследования, после которых береговая линия западного Таймыра и соседних островов приобрела совершенно новые очертания на картах.

Барон считал Колчака лучшим офицером, вдобавок любовно преданным своей гидрологии. Именем своего молодого соратника он назвал открытый экспедиции остров у Северо-Западного побережья Таймыра и мыс в том же районе и нанесен на карту в 1901 году. Сохранилась фотография острова Колчака — одинокая, закованная в полярные льды скала…

В апреле — мае 1901 года они вдвоем с Толем путешествовали по Таймыру. Позднее Колчак со спутниками, а где и в одиночку, впервые пересек остров Котельный, измерив высоты, проехал поперек Земли Бунге от устья р. Балыктах к южной части острова Фаддеевского, совершал поездки по льду к западу и северу от острова Бельковского, открыл остров, названный именем Стрижева. Начальник экспедиции был чрезвычайно доволен Александром Васильевичем и в донесении президенту Академии, посланному в январе 1901 г., сообщал: «Станции начинались всегда гидрологическими работами, которыми заведовал лейтенант А. В. Колчак. Это научная работа выполнялась им с большой энергией, несмотря на трудности соединить обязанности морского офицера с деятельностью ученого».

После навигации 1902 года «Заря», добравшаяся до бухты Тикси, была раздавлена льдами и экспедиция, снятая пароходом «Лена», через Якутск прибыла в декабре в столицу. В связи с тем, что на шхуне из-за состояния льдов не удалось пробиться к северу от Новосибирских островов, Э. В. Толь принял решение с магнитологом Ф. Г. Зебергом и двумя каюрами пробиваться пешком. Он стремился туда, т.к. верил в возможность существования легендарной Земли Санникова — еще не открытого Северного материка. Остальным же членам экспедиции из-за того, что кончались запасы продуктов, предстояло пройти от земли Беннетта южнее, вести исследования, а в дальнейшем вернуться в Петербург. Экспедиция оставила для Толя в условленном месте запасы продовольствия: он намерен был со своими спутниками вернуться к устью Лены самостоятельно. Предпринял эту благородную, но крайне рискованную попытку барон Толь весной 1902 г. Последним распоряжением Толя было — увести «Зарю» в устье реки Лены, доставить в Петербург собранные материалы и готовить новую экспедицию. А в мае 1902;го он навсегда исчез в снежной пустыне.

В начале декабря 1902 года Колчак добрался до столицы, где вскоре уже занимался подготовкой экспедиции, целью которой было спасение группы Толля.

За Русскую полярную экспедицию Колчак был награждён орденом Святого Владимира 4-й степени. По итогам экспедиции в 1903 году Александр Васильевич был также избран действительным членом Императорского Русского географического общества.